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天净科技TJLM液氮低温行星球磨机在材料专业的应用

目前,国际国内市场上低温球磨机主要为对转动盘进行整体冷却(天净科技对于的为TJWM风冷型行星球磨机)的球磨机,该类机型不能对研磨罐进行冷却,实际上并不能实时带走磨球撞击罐壁所产生的热量,只能带走部分转动部件的热量,因而研磨罐内的实测温度很高。若要实现更的温度,需要对罐体进行冷却。天净科技所产TJLM液氮低温式行星球磨机即应运而生。

低温球磨技术是一种新型的固态非平衡加工技术,较传统方法具有明显优势,例如可以显著促进微观组织的纳米化和均匀化;扩展固溶极限,促进非平衡产物形成;粉末被极度活化,显著改善组织转变和相变动力学;增强所制备纳米组织的热稳定性;在液氮中球磨可在体系内引入间隙氮原子或氮化物,形成原位自生复合材料。 

采用液氮球磨技术可以有效地细化金属粉晶粒,形成纳米晶。对于纳米晶的形成机制,目前均归结于晶体内位错缠结和位错胞的分裂。在常温球磨过程中,磨球、罐壁和粉末之间的强烈相互作用会伴随大量热量的放出,并且局部温度可能升得很高,这将提高材料原子扩散和位错活动的能力,发生动态回复,从而不利于晶粒细化。液氮球磨时,由于温度很低(TJLM液氮低温行星球磨机罐内温度实测可达–190 ℃),球磨过程中放出的热量得到有效的吸收,原子扩散和位错活动的能力得到抑制,使得晶粒易于细化,从而有利于制备纳米晶稀土永磁材料。

目前,学术界对机械研磨形成非晶的机制没有形成统一的观点。比较有影响的观点是:在球磨过程中,晶粒不断细化,形成高体积分数的晶界;同时晶粒的严重畸变形成了高密度的缺陷,这些因素提高了体系的自由能,体系自由能的过剩促使了非晶化的进行。另外在球磨的过程中容易引入杂质及氮化物。杂质的引入改变了该体系的热力学和动力学条件,杂质原子有可能在晶格缺陷中快速扩散,而导致非晶的形成。

 在液氮球磨条件下,粉末的脆性提高, 并且由于冷焊过程受到抑制, 粉末更容易破碎, 粉末晶体结构也更容易受到破坏, 形成大量的缺陷。同时,在球磨过程中,从球磨容器、球磨介质和球磨气氛中容易引入杂质元素,且随着球磨时间的延长,杂质元素的含量逐渐增加。

以上条件都促进了晶体向非晶体的转化。非晶的形成会降低材料磁性能,对于纳米晶复合永磁材料是不利的。一般认为,延长球磨时间,增加球磨强度(如增加球料比和转速)会促进非晶的形成,所以采用液氮低温球磨制备纳米晶复合永磁材料时,应适当缩短球磨时间,降低球磨强度,以得到颗粒尺寸细小均匀的纳米晶粉体。

 

以上资料来源于互联网,天净科技技术部整理。